DE2036458A1 - Vorrichtung zur Aufzeichnung von HoIo grammen - Google Patents

Description

\ PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GONTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

.MÜNCHEN,. ²²·

12 673 - K/vM

Sperry Rand Corporation, New York, USA.

Vorrichtung zur Aufzeichnung von Hologrammen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Weitwinkelhologrammen und holographische Aufzeichnungen, die durch Anwendung der Vorrichtung erhalten werden.

Das Sichtfeld von Darstellungen, die mit einem flachen holographischen Aufzeichnungsmedium erhalten werden, war bisher auf vergleichsweise kleine Winkel beschränkt, die im typischen Pail im Bereich von 20° lagen. Gemäß einer neuesten Entwicklung ist eine holographische Darstellungsvorrichtung geschaffen worden, die einen mit einer Emulsion überzogenen transparenten Zylinder aufweist, der mittels eines divergenten Lichtstrahles beleuchtet wird. Bei der Aufzeichnung wird der aufzuzeichnende Gegenstand innerhalb des Zylinders angeordnet, worauf ein Interferenzmuster, das den Gegenstand darstellt, in der Emulsion infolge Interferenz zwischen Lichtstrahlen erzeugt wird, die direkt auf die Emulsion einfallen und Lichtstrahlen, die vom Gegenstand reflektiert oder gestreut worden sind. Bei der Rekonstruktion, bei der der Gegenstand aus dem Inneren des Zylinders entfernt ist, erzeugt der divergierende Lichtstrahl, der auf die entwickelte Emulsion einfällt, eine Darstellung in einem Winkel von 360⁰, gemessen um die Achse des Zylinders. Der Winkelbetrag der Darstellung in einer die Achse enthaltenen Ebene ist natürlich durch die Länge des Zylinders begrenzt und offensichtlich kann eine Be deckung von 36O⁰ in dieser Richtung nicht stattfinden.

109809/1762

Auch die Entwicklung auf dem Gebiet nicht kreisförmiger holographischer Aufzeichnungsmedien ist fortgeschritten. Bei diesen Vorrichtungen wird die Aufzeichnung allgemein dadurch bewerk- ' stelligt, daß ein Teil der Energie einer Lichtquelle direkt auf das Aufzeichnungsmittel, gewöhnlich auf eine photographische Platte, gerichtet wird, während die restliche Energie von dem aufzuzeichnenden Gegenstand auf das Aufzeichnungsmedium reflektiert bzw. zerstreut wird. Da das Sichtfeld des Gegenstandes und das hiervon reproduzierte Bild durch den Winkel bestimmt wird, der auf dem Aufzeichnungsmedium jedem Punkt des Gegenstandes gegenüberliegt, ist es klar, daß der WinkelSichtbereich dadurch vergrößert werden kann, daß der Gegenstand so dicht als möglich an den Aufzeichnungsträger heranfcewegt wird. Geometrische Betrachtungen schließen eine Anordnung des Gegenstandes in dichter Nachbarschaft zu dem Aufzeichnungsträger jedoch während der Aufzeichnung aus, da der Gegenstand dann natürlich einen Teil des Lichtstrahles oder das gesamte Licht unterbrechen würde, das direkt auf den Aufzeichnungsträger gelangen sollte.

Um dieses genannte Problem zu umgehen, sind Versuche mit flachen photographischen Platten durchgeführt worden, die zwischen eine Lichtquelle und den aufzuzeichnenden Gegenstand plaziert wurden. Bei dieser Anordnung wird ein Teil der Lichtenergie vollständig durch die Platte hindurchgeschickt und vom Gegenstand in der Weise zerstreut, daß wenigstens ein Teil des reflektierten Lichtes auf die lichtempfindliche Emulsion der Platte auftrifft. Ein anderer Teil der Energie des Lichtstrahles, der sich durch die Platte ausbreitet, wird von der rückwärtigen Oberfläche der Platte als Bezugswelle reflektiert und ergibt eine Interferenz mit dem reflektierten Licht, das auf die Emulsion auftritt. Wenn der Gegenstand auf jener Seite der photographischen Platte angeordnet ist, die der Lichtquelle abgewandt liegt, deckt der Gegenstand die reflektierte Bezugswelle nicht ab und es wird dadurch das

109809/1782

Aufzeichnungsverfahren nicht unterbrochen. Demgemäß kann der Gegenstand so nahe wie erforderlich an die Platte herangebracht werden. Die Wirksamkeit dieses Apparates, d.h. die Lichtmenge,die in der Strahlungskeule erster Ordnung (virtuelles Bild) gebeugt wird, wenn das Bild rekonstruiert wird, und der Kontrast des rekonstruierten Bildes wird jedoch schwerwiegend befififiidüträchtigt. Diese Ergebnisse treten auf, weil die Belichtung des Filmes vorherrschend durch den direkten Strahl bewirkt wird, während nur kleine Teile der reflektierten Welle und der Bezugswelle überlagert werden, um ein holographisches Interferenzmuster zu erzeugen.

Die Erfindung geht aus von einer holographischen Vorrichtung mit einem holographischen Aufzeichnungsmedium und einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl gegen das Aufzeichnungsmedium wirft. Gemäß der Erfindung ist die Anordnung hierbei derart getroffen, daß eine Maske vorgesehen ist, die transparente und lichtundurchlässige Abschnitte aufweist und im Pfad des Lichtstrahles zwischen der Lichtquelle und dem Aufzeichnungsträger angeordnet ist, um zu verhindern, daß Licht auf verschiedenen Abschnitten des Aufzeichnungsmediums auftrifft,und daß Mittel vorgesehen sind, um einen Teil der Energie des Lichtes, das durch das Aufzeichnungsmedium hindurchgetreten ist, derart zu reflektieren, daß die reflektierte Energie auf die genannten verschiedenen Abschnitte des Aufzeichnungsträgers auftrifft, wobei die über den Reflektor übertragene Energie von dem aufzuzeichnenden Gegenstand zerstreut wird, der derart im Lichtpfad liegt, daß wenigstens ein Teil der zerstreuten Energie auch auf die genannten verschiedenen Abschnitte auftrifft und dort mit der reflektierten Energie zwecks Bildung eines holographischen Musters des Gegenstandes ein Interferenzmuster bildet.

Vorzugsweise ist die Lichtquelle ein Laser und der Reflektor kann durch eine Brechungsindex-Fehlanpassung zwischen dem umgebenden

10980 9/17 8

Medium und der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers gegenüber der Oberfläche des einfallenden Lichtstrahles gebildet werden. In diesem Falle wird das Aufzeichnungsmedium, das zweckmäßigerweise als photographische Platte ausgebildet ist, gegenüber der Ausbreitungsachse des Lichtstrahles verkantet. Bei Anwendung ei- ner photographischen Platte liegt deren lichtempfindliche Emulsionsschicht in der Nähe der Maske.

Demgemäß wird die Bezugswelle durch Reflexion an der rückwärtigen Oberfläche der photographischen Platte erhalten, d.h. an jener Oberfläche, die in der Nähe des Gegenstandes liegt, während die Gegenstandswelle von Licht erhalten wird, das durch die Platte hindurchtritt und auf den Gegenstand auftrifft. Auf diese Weise wird es möglich, den Gegenstand dicht benachbart zur Platte anzuordnen, wodurch eine Weitwinkelbetrachtung während der Rekonstruktion möglich wird. In diesem Falle sind die Beschränkungen bekannter Anordnungen bezüglich des Wirkungsgrades und des Kontrastes eliminiert oder wenigstens beträchtlich vermindert, indem die Maske vorgesehen wird, die in der Weise arbeitet, daß der direkte Strahl von der Lichtquelle daran gehindert wird, alle Bereiche der Emulsion oder des Aufzeichnungsmediums zu treffen. Außerdem· ist die Platte so orientiert, daß die reflektierte Bezugswelle, die von jenem Teil des direkten Lichtes erhalten wird, der durch die Maske hindurchtritt, auf jene Bereiche der Emulsion gerichtet wird, die durch den direkten Lichtstrahl nicht belichtet sind. Da die Gegenstandswelle alle Bereiche der Emulsion trifft, wird ein hochqualitatives holographisches Interferenzmuster in dem Bereich erhalten, der durch das direkte Licht nicht belichtet ist. Bei vernünftiger Wahl des Maskenmusters, wie später erläutert, kann erreicht werden, daß jegliche Abänderung

109809/1782

;.des holographischen Musters und des rekonstruierten Bildes, welche vom Vorhandensein der Maske herrühren, dem menschlichen Auge unerkennbar werden.

Die Erfindung schafft so eine Weitwinkelbetrachtung von im we-. sentlicheta jedem Punkt einer Hemisphäre um ein holographisches Aufzeichnungsmedium.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen; Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsge»

mäßen Vorrichtung,
Pig. 2 eine vereinfachte Darstellung eines durch die Vorrichtung nach Pig.l holographisch aufgezeichneten Bildes.

Zunächst wird auf Pig.l der Zeichnung bezuggenommen. Ein kohärenter Lichtstrahl 10, der von einem Laser 11 ausgeht, breitet sich auf einer Maske in Gestalt eines Rone-chi- Gitters 12 aus und dies besteht aus abwechselnden parallelen transparenten und lichtundurchlässigen Flächen 13 und 14. Die lichtundurchlässigen Flächen 14 sperren die einfallenden Lichtstrahlen ab, so daß der Laserstrahl nur durch die transparenten Flächen IJ treten kann,um Lichtstrahlen 16 zu bilden, die direkt auf einer photographischen Platte 17 auftreffen. Die photographische Platte 17 liegt mit ihrer lichtempfindlichen Emulsion 18 dem Gitter 12 benachbart und sie ist relativ zur Ausbreitungsachse der Lichtstrahlen 16, die durch das Gitter hindurchtreten, schräggestellt. Nachdem die Lichtstrahlen 16 auf die rückwärtige Oberfläche der Platte 17 auftreffen, werden sie teilweise reflektiert und bilden somit reflektierte Bezugswellen 19, wobei die Platte so schräg gestellt 1st, daß die reflektierte Bezugswelle auf die Emulsion 18 in jenen Bereichen auftrifft, die nicht durch die direkten Strahlen 16 belichtet sind, welche durch das Gitter 12 hindurchgetr-eten sind· Die Bildung der Bezugswelle 19 kann verbessert werden,indem tntwtder die rückwärtige Oberfläche der Platte 17 mit einem teil-

109809/1702

weise reflektierenden Material überzogen wird oder indem ein Antireflexbelag auf die rückwärtige Oberfläche aufgebracht wird und indem ein getrennter, teilweise reflektierender Körper im Abstand zu der Platte 17 angeordnet wird. Aus Gründen der Vereinfachung der Konstruktion können günstige Ergebnisse auch dadurch erzielt werden,daß nur die Reflexionseigenschaften benutzt werden, die durch die Brechungsindexfehlausrichtung erhalten wtrden, welche zwischen der Platte 17 und der umgebenden Luft besteht. Gute Ergebnisse wurden mit einer Brechungsindexfehlanpassung an der Platten-Luft-Zwischenfläche erhalten, die etwa 5$ Reflex!onsfähigkeit besaß.

Ein Gegenstand 21, der holographisch aufgezeichnet werden soll, wird hinter der Platte 17 angeordnet, wodurch jener Teil der Energie der Lichtstrahlen l6,die durch die rückwärtige Oberfläche der Platte reflektiert werden, den Gegenstand treffen und von diesem reflektiert werden. Die reflektierte Welle 22 breitet sich durch die Platte 17 zurück aus und trifft auch auf die Emulsion 18, wo eine Interferenz mit der reflektierten Bezugswelle 19 erfolgt, um das holographische Interferenzmuster zu bilden. Wie an einer Stelle weiter unten ausführlich erläutert, besteht dieses Interferenzmuster aus Bragg-Beugungs-Ebenen, die eine Betrachtung hochqualitativer virtueller Bilder des Gegenstandes 21 über einen weiten Winkelbereich unbeeinträchtigt dünn die gebaugten reellen Bilder gewährleistet. Die reflektierte Bezugswelle

' muß nicht auf die Bereiche der Emulsion 18 beschränkt werden, die durch direkte Lichtstrahlen 16 unbelichtet geblieben sind, sondern kann diese belichteten Bereiche teili-ieise oder vollständig überlappen. Der wesentliche hier zu beachtende Punkt besteht darin, daß das hier interessierende Interferenzmuster, nämlich jenes, welches das rekonstruierte Bild erzeugt, nur in den Emulsionsbereichen erzeugt wird, die keinen direkten Lichtstrahl 16 empfangen»

109809/1782

Der Gegenstand 21 wird vorzugsweise unmittelbar benachbart zu der photographischen Platte 17 schon in Berührung mit dieser angeordnet, um den Winkel so groß als möglich zu machen, der irgendeinem Punkt des Gegenstandes gegenüberliegt, wenn eine Betrachtung durch die Platte erfolgt. Die physikalische Anordnung des Gegenstandes 21 und der Platte 17 ist auch leichter kompatibel mit der Kohärenzqualität der Laserquelle 11,um den maximalen Betrachtungswinkel und eine maximale Tiefe des Feldes zu gewährleisten. Da die gesamte Pfadlänge, d.h. der Abstjoaand vom Laser 11 nach der Emulsion 18,größer ist für das vom Gegenstand gestreute Licht 22 als die gesamte Pfadlänge des reflektierten Bezugsstrahles 19, muß der Laser einen Grad von Kohärenz besitzen, der gleich ist oder größer als die Differenz dieser Pfadlängen, um eine ordnungsgemäße Konstruktion des holographischen Interferenzmusters zu gewährleisten.

Die Kohärenz der Lichtquelle 11 schafft die Möglichkeit, die Phasenbeziehung zwischen dem Licht an einem Punkt und jenem an einem anderen Punkt in einem gegebenen Augenblick festzustellen oder gemäß einem anderen Gesichtspunkt die Möglichkeit, die Phase des Lichtes in einem Augenblick inbezug auf seine Phase in einem anderen Augenblick zu bestimmen. Je größer die Kohärenz desto größer kann die Trennung in Zeit und Raum sein, worin es noch möglich ist, die Phasenbeziehungen zu bestimmen. Bei einem herkömmlichen Helium-Neon-Laser, der gleichzeitig in etwa 10 bis 20 Schwingungsarten oszilliert, liegt die Kohärenzlänge in der Größenordnung von i 25 cm. So sollte bei einem Sichtfeld von 120° der aufzuzeichnende Gegenstand nicht weiter als 8 bis 12 cm von der Platte 17 entfernt sein. Dies begrenzt natürlich die Tiefe des Gegenstandes auf 8 bis 12 cm. Die vorerwähnten Abmessungen können bestimmt werden, indem man berücksichtigt, daß, wenn der weiteste Punkt des Gegenstandes 8 bis 12 cm von der Platte 17 entfernt liegt und Licht von jenem Punkt in einem Winkel von 60° gegenüber der normalen der Platte reflektiert wird, die maximale Gesamt-

109809/1782

distanz, die von dem vom Gegenstand reflektierten. Licht 22 mehr durchlaufen wird als die Distanz* die von den reflektierten Strahlen 19 durchlaufen wird, 25 om beträgt* Der Winkel und die Tiefe des Feldes kann bis auf ein Ausmaß erhöht werden, in dem die unterschiedlichen Pfadlängan sich um viele Fuß unterscheiden können, nur einfach dadurch,, daß eine ausgedehnte kohärente Lichtquelle benutzt wird_e Dies kann z.B., erlangt wer- * den in Verbindung mit einem Laser, der in einer einzigen Längsschwingungsart arbeitet oder höchstens drei oder vier solche Schwingungsarten aufweist.

Das Ronchi-Gitter 12 wird ebenfalls vorzugsweise dicht an der Platte 17 angeordnet. Da die Funktion des Gitters 12 darin besteht, vom Laser 11 emittiertes Lieht davon abzuhalten, direkt auf gewisse Bereiche der Emulsion 18 aufzutreffen, können auch andere Muster als die aus Fig.l ersichtlichen benutzt werden, solange die Orientierung der Platte 17 mit dem Muster in der Weise verträglich ist, daß gewährleistet wird, daß der reflektierte Bezugsstrahl 19 auf die Eänulsionsbereiche einfällt, die nicht durch den direkten Strahl der Lichtquelle 12 getroffen sind."Das Gitter 12 erzeugt natürlich ein Beugungsmuster, das die Sichtbarkeit des- aufgezeichneten Hologramms unterbrechen kann, wenn nicht gewisse Vorkehrungen getroffen werden. Wenn z.B. der Linienabstand auf dem Gitter 12 zu groß ist, dann wäre das Muster des öitters zu beanstanden, weil es leicht durch das menschliche Auge aufgelöst werden könnte. Wenn andererseits der Linienabstand zu gering* ist, dann werden die Beugungsschleifen des betrachteten Gegenstandes, die durch das Gitter erzeugt werden, genügend weiten Winkelabstand besitzen, so daß eine Beobachtungsperson, die durch die Platte 17 schaut, das rekonstruierte Bild des Gegenstandes 21 tatsächlich in unterschiedlichen Beugungsbildern verschiedener Ordnung erkennt. Das Muster des Gitters 12 ist demgemäß vorzugsweise so gewählt, daß die Wirkungen der Sichtbarkelt des Gitters

10 9 8 0 9/1702-

-gegenüber dem Beugungsmuster,das hieraus resultiert, abgeglichen werden, wodurch eine geeignete Definition und Kontrast der Platte 17 und des rekonstruierten Bildes erhalten werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein Linienabstand im Bereich von zwei bis fünf Linien pro Millimeter gewählt wird, wobei das Gitter 12 von der Platte 17 einen Abstand zwischen Null und 75 mm aufweist. Dieser Abstand gewährleistet, daß ein gut definiertes Schattenbild des Gitters 12 auf der photographischen Platte 17 erzeugt wird.

Ein weiteres wichtiges Merkmal bezüglich der Maske 12 besteht darin, daß xs6 durch geeignete Auslegung für mehrere Gegenstände angeordnet werden kann, die auf diskreten Abschnitten der photographischen Platte 17 aufgezeichnet werden sollen. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß direkte Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge auf die Platte 17 unter entweder dem gleichen oder unterschiedlichen Winkel zur Erzeugung von FarbholograJttB*» auftreffen oder stattdessen durch Richtung eines Strahles einer Wellenlänge auf die Platte mit sukzessive unterschiedlichen Winkeln. Wenn die Maske 12 z.B. ein Gitter in der Weise trägt, daß die li<jhtundurchlässlgen Flächen 14 doppelt so breit sind wie die transparenten Flächen 13, dann könnte ein Strahl durch die transparenten Flächen mit einem Winkel hindurchgeschickt werden, der bewirkt, daß ein reflektierter Bezugsstrahl 19 eine Hälfte eines unbelichteten Emulsionsabschnitts trifft, während ein Gegenstand aufgezeichnet wird. Um einen zweiten Gegenstand aufzuzeichnen, kann der Winkel des Lichtstrahles so geändert werden, daß der reflektierte Bezugsstrahl die andere Hälfte der unentwickelten Emulsionsberelohe trifft. Dann kann ein Bild von einem der beiden aufgezeichneten Gegenstände erlangt werden, indem ein Rückspielstrahl auf die Jeweiligen Abschnitte der Platte 17 in dem geeigneten Winkel aufgebracht wird, d.h. in der gleichen Orientierung wie bei dem reflektierten Bezugsstrahl·

109809/1782

Ein weiterer Umstand,der berücksichtigt werden muß", ist das Schrumpfen der Dicke der Emulsion 18.. wShreBA der Entwicklung der phot.ographisehen Platte 1?« Dieses Problem kann in ©inera großen Ausmaß verbessert werden« indem ein© Platte 17 mit einer Emulsion benutzt wird* die ein Quellmittel« Z₀B₀ 2,2', 2" Nitrilotriethanol, aufweist. Ein solcher Film wird beispielsweise von der Eastman Organic Chemical Company hergestellt» Das Quellmittel kann leicht in irgendeinen herkömraliolaen photographischen Film oder eine Platte eingeführt werden« iniem der Film oder die Platte einfach damit getränkt wirdο In jedem Falle muß man sich bewußt sein, sowohl der Möglichkeit einer Emulsionssel^urapfung als auch der schädlichen Wirkungen, die hieraus resultieren«, Die Natur dieses Problems wird aus der folgenden Diskussion verstand=» lieh, die sich auf Fig. 2 bezieht^ welche'©ine Yorriehtung zur Rekonstruktion holograph! aber Daten darstellt ₆ die durch das Gerät nach Figd aufgezeichnet wurden«

Die Rekonstruktion xfird dadurch erreicht ₉ daß die Platt© 17 mit einem Wiedergabelichtstrahl 2β beleuchtet wird^ der auf die Platte unter dem gleichen Winkel auftrifft wie der reflektierte Bezugsstrahl 19» der bei der Aufzeichnung benutzt wurd@_ffl Bei Anwen» düngen, bei denen das Bild von irgendeiner Stall© einer Hemisphäre bezüglich der Platte 17 betrachtet werden soll, wiaädie Platte vorzugsweise so orientiert, daß der Rlleksplelstrahl vertikal nach oben gerichtet werden kann» Auf diese Weise ist es am wenigsten wahrscheinlich, daß der Lichtstrahl sich direkt nach dem Auge einer Beobachtungsperson ausbreitet, die ©twae seitlich der Platte steht« Außerdem können^, um dieser Forderung gerecht zu werden, sowohl der durch" den Laser 11 während der Aufzeichnung verwendete Strahl als auch der Rüokspielstrahl,der bei der Rekonstruktion benutzt wird, etwas konvergierend ausgebildet werden. Die Linien 27 in der Platte 17 repräsentieren Bragg'sehe Beugungsebenen, die durch Interferenz zwischen ein©® reflektierten Bezugsstrahl 19 und Lieht xre 22 erzeugt weiten;» das won einem

speziellen Punkt des Gegenstandes während der Aufzeichnung gebeugt wird. Diese Ebenen definieren abwechselnde parallele Bereiche mit hoher und niedriger Absorption und sind Charakteristiken der Dickfilmholographie, wobei der Abstand zwischen den Interferenzmustern beträchtlich kleiner ist als die Dicke der Platte. Die Ebenen sind tatsächlich auf sehr kleine lokalisierte Bereiche begrenzt und die vergrößerte Darstellung in Fig.2 wurde allein aus Gründen der deutlicheren Erkennbarkeit gewählt. Da jeder Punkt des Gegenstandes 21 Licht in alle Bereiche der Platte 17 streut, werden Bragg¹sehe Beugungsebenen mit verschiedenen Abständen s und verschiedener Winkelorien-. tierung 0 übereinanderliegend auf allen Teilen der Platte 17 erzeugt, wo die vom Gegenstand gestreuten und reflektierten Strahlen in Interferenz miteinander treten. Ein gegebener Punkt des Gegenstandes 21 streut das Licht in einer Welse, daß lokalisierte Bragg*sehe Ebenenüber die Platte 17 gebildet werden, wobei die Orientierung und der Abstand der Ebene gemäß der Perspektive des Gegenstandes erzeugt wird, wie dieser von verschiedenen Punkten der Platte aus betrachtet wird. Jeder Punkt auf dem Gegenstand 21 hat die gleiche Wirkung auf die Platte 17 und dtfier werden Bragg¹sehe Ebenen, die sämtliche Teile des Gegenstandes repräsentieren; über die gesamte Platte übereinandergefügt.

Bei Verständnis der Wirkung,erzeugt durch die Bragg'sehen Ebenen 27,und die Art und Weise , in der diese Wirkung auf die Emulsionsschrumpfung bezogen ist, kann ein Problem erhalten werden, in dem die Bragg*sehen Ebenen, die einer speziellen perspektivischen Ansicht eines einzelnen Punktes auf dem Gegenstand 21 entsprechen, betrachtet werden. So fällt in Fig.2,die nur die Emulsionsschicht 18 der Platte 17 zeigt, der Rückspielstrahl 26 in Bragg* sehen Ebenen 27 mit einem Winkel θ ein und wird

100809/17 82

demgemäß reflektiert unter einem Winkel Θ₅ wodtoela ©ine Beugungsschleife 28 positiver ersfeer Qrctowng in einem Wiste@l von 2 χ θ gegenüber dem Büekspi©!strahl §6 ©^seugt WlFa₉ w©b©i dies© Beugungssohleife ein virtuelles BiM des ©atgp^eÄtndesi Bragg' sehe Ebenen erzeugenden Punktes ä@s Gegenstandes 21 repräsentiert« Sine Bildung der virtuellen Blldschieifen durch Reflexion cies Rückspielstrahles 26 von den Bragg⁴sch©» Ifeeasa 27 ist ein grand-' sätzlieher Faktor bezüglich Helligkeit und Qualität der.rekonstruierten Bilder« Ib dieses Zusiaiiieitiaag sollfc© festgehalten werden, daß, obgleich die Erfindung sowohl in ¥@rbinduug mit Absorptions- als auch mit fhaseohologramiien irerfienäbar ist, die ersteren bessere Ergebnisse gezeitigt haben«, Ee wird angenommen*, daß dies in hohem Maus eine Folge der Beugung istj» di© gewöhnlich In Verbindung mit Phasenholograorajen auftritt» Ein Strahl 29* der einer negativen Beugungsschleife erster Ordnung ertspricht, wird ebenfalls gemäß dem einfallenden Rückspielstrahl 26 erzeugt«. Dieser Strahl 29 liefert ein reelles Bild des gleichen Punktes auf dem Gegenstand 21. Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich« daß andere Bragg¹sehe Ebenen 27« die auf der Platte gebildet sind, den Gegenstand in unterschiedlichen Perspektiven repräsentieren und positive Beugungsschleifen (virtuelle Bilder) erster Ordnung liefern, kollinear ausgerichtet auf «lie dargestellte reelle Bildschleife. Infolgedessen muß die Intensität der reellen Bildschleifen beträchtlich niedriger sein als jene der virtuellen Bildschleifen, um zu gewährleisten, daß eine unbehinderte Betrachtung der letzteren möglich ist. Wenn die Dicke t der Emulsion l8 während der Entwicklung der Platte 17 schrumpft, dann ändert sich sowohl die Minkelorientierung als auch der Abstand der Bragg¹sehen Ebenen 27 und weicht von den Werten ab, die während der Aufzeichnung erhalten wurden· Da weiterhin der Betrag der Schrumpfung proportional zur Dicke der Emulsion ist, wird bei sich vergrößernder Dicke der Emulsion sowohl die Schrumpfung als auch die Verminderung der BiId-

1 09809/1782

qualität größer. Eine sehr dünne Emulsion erzeugt andererseits virtuelle und reelle Bilder gleicher Intensität, wie sie von einer dünnen Brechungsplatte insbesondere unter kleinen Winkels erhalten werden. Die Emulsion 18 muß daher genügend diek sein, um eine ordnungsgemäße Diskriminierung zwischen reellen und virtuellen Bildern zu ermöglichen, insbesondere bei kleinen Betrachtungswinkeln relativ zu dem rekonstruierenden Lichtstrahl. Demgemäß muß die Emulsionsschichtdicke so gewählt werden, daß ein Kompromiß zwischen der unerwünschten Wirkung gleicher Intensitäten positiver und negativer Schleifen (geliefert durch sehr dünne Emulsionen) und der Verminderung der Bildqualität getroffen wird, die durch übermäßiges Schrumpfen eines dicken Films bewirkt wird.

Patentansprüche :

109809/1762

Claims (1)

1. Patentansprüche·!

   fly Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Hologramms auf einem holographischen Aufzeichnungsmedium" unter Verwendung einer Lichtquelle, die ©inen Lichtstrahl auf das Aufzeichnungsmedium richtet^

   dadurch gekennzeichnet^, daß eine Maske (12) mit transparenten und !!©htundurchlässigen Abschnitten (13 'tew.l4) im Pfad d@s Lichtstrahles (10)-zwischen der Lichtquelle (11) und dem Änfgeiobnunggiisdiuü (17) angeorö» net ist, um verschiedene Bereiche des tofgeiohnungsm<sdiums (17) gegenüber dem auftreffenden Licht des LichtStrahles (10) abzuschirmen,und äaB Mittel vorgesehen sind_s um einen Teil der Energie des durch das Aufzeichnungsmedium (17) foindurangetretenen Lichts derart zu reflektieren,, daß di© reflektierte Energie auf die verschiedenen unbelichteten Bereiche d@s Aufzeichnungsmediums auftrifft, wobei 4ώ®=-^^Μ^^&^φ®- die durch die Reflexionsmittel übertragen© Lichfcenergie von dem aufzuzeichnenden Gegenstand (21) zerstreut wird, der im Pfad derart angeordnet ist, daß wenigstens ©in Teil der zerstreuten Energie auch auf die verschiedenen Bereiche trifft und in Interferenz mit der reflektierten Energie tritt, um eine holographische Aufzeichnung dee Gegenstandes (21) zu schaffen«

   2. Vorrichtung nach Anspruch I₉

   dadurch g ekennzeiehneta daß das holographische Aufzeichnungsmedium (17) relativ zur Ausbreitungsachse des Lichtstrahls (10), der von der Lichtquelle (11) ausgeht, derart sehräggest©llt ist, daß die Reflexionsmittel durch die Breohungsindexfehlanpassung zwischen dem umgebenden Medium und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums gegenüber der Oberfläche geschaffen wird, auf der der Lichtstrahl (10) einfällt.

   1Ö9809/17Ö2

   j5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzei chnet , daß das holographische Aufzeichnungsmedium (17) aus einer photographischen Platte besteht, die eine lichtempfindliche Emulsionsschicht (18) in der Nähe der Maske (12) aufweist.

   4* Vorrichtung nach Anspruch 3>

   dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionsschicht (l8) der photographischen Platte (17) ein Quellmittel enthält, um ein Schrumpfen der Schicht bei der photographischen Entwicklung der Platte zu vermindern.

   5. Vorrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (12) von einem Ronchi-Gitter gebildet wird, das abwechselnd parallele transparente und lichtundurchlässige Linien (13 bzw.14) besitzt und zwar mit einer Auflösung in der Größenordnung von 2-5 Linien pro Millimeter.

   6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der vom Laser (11) emittierte Strahl (10) konvergent verläuft.

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um einen Rückspielstrahl auf das Aufzeichnungsmedium (17) zu richten, um ein Bild eines auf diesem aufgezeichneten Gegenstandes (21) zu rekonstruieren, und daß der Rückspielstrahl auf dem Aufzeichnungsmedium in der gleichen Richtung und unter dem gleichen Winkel auftrifft wie die reflektierte Energie während des Aufzeichnungsverfahrens·

   1Ö9809/1782

   _i6- 2Π3-6458

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzei chnet , daß der Rüekspielstrahl konvergent verläuft.

   9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bragg'sehe Beugungsebenen (27) in vorbestimmten Bereichen erzeugt werden, die durch eine Maske (12) definiert werden, welche in der Nähe des Aufzeichnungsträgers vorgesehen ist, wobei die Bragg¹sehen Brechungsebenen (27) durch Interferenz in den vorbestimmten Bereichen erzeugt werden, zwischen Liehtenergie, die durch die holographische Vorrichtung hindurchgeschickt und auf die vorbestimmten Bereiche reflektiert wurde und der Lichtenergie, die durch die holographische Vorrichtung

   iSLu

   hindurchgetreten/und dem holographisch aufzuzeichnenden Gegenstand (21) reflektiert wurde. .

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm ein Phasenhologramm ist.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm ein Absorptionshologramm ist.

   ... ... ..109 809/17 82